Page 129 - 现代电子技术及应用研究
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第四章 印刷电路板技术
第四章 印刷电路板技术
第一节 印刷电路板式换热器
热能作为支撑工业发展的重要能量来源，对热能的高效利用始终是国内外学
者的研究重点之一，换热器作为热能利用过程中的核心部件之一，具有重要作用。
高效、节能的换热器能够大幅提高热能的利用率，降低能源损耗。近年来兴起的
微通道换热器则是高效换热器的典型之一。微通道换热器具有诸多超越常规换热
器的优势，目前，微通道换热器已逐渐应用于传统工业之中。
作为新型微通道换热器的代表，印刷电路板式换热器（PCHE）正广泛应用
于多个领域，如：微电子行业、天然气气化领域、核工业、化工换热反应器等。
Shah 和 Muelle 以比表面积 β 评价换热器的换热能力，定义换热器某侧的 β 等
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于传热面积与流道体积的比值称 β 大于 700m /m 的换热器为紧凑式换热器。
紧凑式换热器换热能力远大于非紧凑式。而印刷电路板式换热器比表面积可达
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2500m /m ，具有极强的换热能力。印刷电路板式换热器在金属板片上通过化学
蚀刻的方式制造出微通道作为换热工质流道，通过扩散焊的方式将多个换热板片
连接，此即为 PCHE 芯体，最终将芯体与其他部件如接管、壳体焊接完成 PCHE
的制造。近年来，国内外学者关于印刷电路板式换热器的研究从未停止，主要是
针对其换热流道的研究。PCHE 的流道经历了从连续型通道（直通道、Z 字形通道）
到非连续型通道（S 形通道、翼型通道）的过程。
一、印刷电路板式换热器研究进展
（一）关于印刷电路板式换热器的实验研究
Liu 等通过搭建实验台，研究了直通道 PCHE 中超临界二氧化碳和水的流动
特性。雷诺数从 64.4 变化至 14160.9，从而得到了层流、水力光滑区、过渡区和
紊流的范宁摩擦因子；得出了各流动区域之间的临界雷诺数。提出了一个新的流
动关联式，基于该关联式及流动区域识别方法，实现了简单的 PCHE 设计。同时，
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